高中物理機械能守恒定律、功能關系 同步練習 滬科版 必修2

1、機械能守恒定律、功能關系 同步練習 1如圖豎直輕彈簧下端固立在水平地面上，質量為m的小球，從輕彈簧的正上方某一高處自由落下，并將彈簧壓縮，直到小球的速度變?yōu)榱?，對于小球、輕彈簧和地球組成的系統(tǒng)，在小球開始與彈簧接觸到小球速度變?yōu)榱愕倪^程中，有（ A ）A小球的動能和重力勢能的總和越來越小，小球的動能和彈性勢能的總和越來越大B小球的動能和重力勢能的總和越來越小，小球的動能和彈性勢能的總和越來越小C小球的動能和重力勢能的總和越來越大，小球的動能和彈性勢能的總和越來越大D小球的動能和重力勢能的總和越來越小，小球的動能和彈性勢能的總和越來越小2光滑水平面上有一個靜止的木塊，槍沿水平方向先后發(fā)射兩顆質量

2、和速度都相同的子彈，兩子彈分別從不同位置穿過木塊假設兩子彈穿過木塊時受到的阻力大小相同，忽略重力和空氣阻力的影響，那么在兩顆子彈先后穿過木塊的過程中（ C ）A兩顆子彈損失的動能相同B木塊兩次增加的動能相同C因摩察而產生的熱量相同D木塊兩次移動的距離相同3如圖所示，A、B兩物體用一根輕彈簧相連，放在光滑水平地面上，已知mA = 2mBA物體靠在墻壁上，現用力向左緩慢推B物體，壓縮彈簧，外力做功W，突然撤去外力，B物體將從靜止開始向右運動，以后將帶動A物體一起做復雜的運動，從A物體開始運動以后的過程中，彈簧的彈性勢能最大值為 （ B ）AW BW CW D無法確定4在光滑水平地面上有兩個相同的彈

3、性小球A、B，質量都為m，現B球靜止，A球向B球運動，發(fā)生正碰，已知碰撞過程中總機械能守恒，兩球壓縮最緊時的彈性勢能為Ep，則碰前A球的速度等于（ C ）A B C2 D2Fba5如圖所示，離水平地面高15L的一個光滑小定滑輪上，靜止地搭著一根鏈條該鏈條長為L，質量為m （可以看作質量分布均勻）由于受到一個小小的擾動，鏈條開始無初速滑動，最后落到水平面上問：當該鏈條的一端剛要接觸地面的瞬間（整個鏈條還在空間），鏈條的速度是多大？現在用一根細繩的一端a系住鏈條的一端，輕繩跨過定滑輪后，將繩拉緊，并在其另一端b用豎直向下的力F緩慢地拉鏈條，使它仍然搭到定滑輪上去，最終重新靜止在定滑輪上，那么拉力F

4、做的功是多少？（不計空氣阻力）答案：（1）從圖中可以看出該過程鏈條重心下降的高度為3L/4鏈條下落過程用機械能守恒定律： 解得：（2）從圖中可以看出該過程鏈條重心上升的高度為5L/4將鏈條拉回的全過程用動能定理： 因此 AB6.如圖所示，半徑為r,質量不計的圓盤與地面垂直，圓心處有一個垂直盤面的光滑水平固定軸O，在盤的最右邊緣固定一個質量為m的小球A，在O點的正下方離O點r/2處固定一個質量也為m的小球B。放開盤讓其自由轉動，問：（1）A球轉到最低點時的線速度是多少？（2）在轉動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少？答案：該系統(tǒng)在自由轉動過程中，只有重力做功，機械能守恒。設A球轉到最

5、低點時的線速度為VA，B球的速度為VB，則據機械能守恒定律可得：mgr-mgr/2=mvA2/2+mVB2/2據圓周運動的知識可知：VA=2VB由上述二式可求得VA=設在轉動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是，則據機械能守恒定律可得： mgr.cos-mgr(1+sin)/2=0 得=sin-13/5 。7質量為m的小球固定在光滑輕細桿的上端，細桿通過光滑限位孔保持豎直。在光滑水平面上放置一質量為M2m的凹形槽，凹形槽的光滑內表面如圖所示，AB部分是斜面，與水平面成30，BCD部分是半徑為R的圓弧面，AB與BCD兩面在B處相切。讓細桿的下端與凹形槽口的左邊緣A點接觸?，F將小球釋放，求：

6、（1）當輕細桿的下端滑到凹形槽的最低點C時， 凹形槽的速度是多大；（2）輕細桿的下端能否運動到凹形槽口的右邊緣 D點；（只要回答“能”或“不能”，不需說明原因）（3）當輕細桿的下端滑到B點的瞬間，小球和凹形槽的速度各是多大。答案：（1）當輕細桿的下端運動到最低點C時，小球的速度為零，小球減少的重力勢能轉化為凹形槽的動能，由能量轉化守恒定律 又 M=2mv相v1v2得凹形槽的速度：（2）能。（3）當輕細桿的下端從A點相對滑動到B點時，小球的速度v1與凹形槽的速度v2之間的關系如右圖所示：得：由系統(tǒng)能量轉化守恒定律 又 M=2m解得： 8如圖所示，勁度系數為k=200N/m的輕彈簧一端固定在墻上，

7、另一端連一質量為M=8kg的小車a，開始時小車靜止，其左端位于O點，彈簧沒有發(fā)生形變，質量為m=1kg的小物塊b靜止于小車的左側，距O點s=3m，小車與水平面間的摩擦不計，小物塊與水平面間的動摩擦系數為=0.2，取g=10m/s2。今對小物塊施加大小為F=8N的水平恒力使之向右運動，并在與小車碰撞前的瞬間撤去該力，碰撞后小車做振幅為A=0.2m的簡諧運動，已知小車做簡諧運動周期公式為T=2，彈簧的彈性勢能公式為Ep=（x為彈簧的形變量），則（1）小物塊與小車磁撞前瞬間的速度是多大？（2）小車做簡諧運動過程中彈簧最大彈性勢能是多少？小車的最大速度為多大？（3）小物塊最終停在距O點多遠處？當小物塊

8、剛停下時小車左端運動到O點的哪一側？FbaOS答案：（1）設磁撞前瞬間，小物塊b的速度為v1，小物塊從靜止開始運動到剛要與小車發(fā)生碰撞的過程中，根據動能定理可知Fs-mgs=mv1 解得v1=6m/s（2）由于小車簡諧振動的振幅是0.2m，所以彈簧的最大形變量為x=A=0.2m根據彈性勢能的表達式可知最大彈性勢能Epm=kA2 解得Epm=4J根據機械能守恒定律可知小車的最大動能應等于彈簧的最大彈性勢能所以kA2=Mvm2 解得小車的最大速度vm=1m/s（3）小物塊b與小車a磁撞后，小車a的速度為vm，設此時小物塊的速度為v1/，設向右為正方向，由動量守恒定律有 mv1=mv/1+Mvm 解得v1/=-2m/s接著小物塊向左勻減速運動